ТАСС, 24 мая. Американские физики разработали пористый наноматериал, способный использовать пары воды в воздухе для непрерывного производства электрической энергии наподобие того, как это делают некоторые почвенные микробы. Об этом в среду сообщила пресс-служба университета штата Массачусетс в Амхерсте (UMass Amherst).
"Окружающий нас воздух содержит в себе гигантские количества электрической энергии. К примеру, каждая капля воды в облаке обладает зарядом, чья совокупность участвует в рождении молний. По сути, мы создали рукотворное миниатюрное подобие грозового облака, которое предсказуемым образом вырабатывает электричество", - заявил доцент UMass Amherst Яо Цзюнь, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечает физик, идея создания рукотворного грозового облака зародилась у ученых во время изучения того, как почвенные бактерии вида Geobacter sulfurreducens вырабатывают электричество. Опыты указали на то, что эти микробы способны производить сверхтонкие белковые нанопровода, хорошо проводящие ток и способные извлекать электричество из воздуха.
Последующие эксперименты с нанопроводами и изучение их структуры показали, что подобным образом можно производить электричество при помощи любых других наноматериалов, структурированных схожим путем. Для этого необходимо, чтобы подобные структуры имели слоистую структуру и обладали множеством пор, чей диаметр не превышает 100 нанометров.
Источник электроэнергии
По словам исследователей, это значение не является случайным - оно примерно равно тому, какое расстояние в среднем пролетает молекула воды в воздухе перед тем, как она столкнется с другим произвольным объектом. Благодаря этому молекулы воды будут с очень разной частотой сталкиваться с верхними и нижними прослойками многослойного наноматериала, поры в котором будут пропускать через себя лишь часть паров влаги.
В результате внутри этой наноструктуры возникнет большая разница в заряде между ее верхней и нижней частью, что напоминает то, как устроены грозовые облака. Верхние и нижние слои этих атмосферных скоплений воды оказываются заряжены положительно, а центральные регионы при этом имеют отрицательный заряд, что в конечном итоге приводит к рождению разрядов молний.
Аналогичной разницей зарядов, как обнаружили физики, можно пользоваться для выработки электричества при контакте созданной ими наноструктуры с парами воды в воздухе. Последующие опыты при этом показали, что для решения этой задачи не обязательно пользоваться белками бактерии Geobacter sulfurreducens. Схожим уровнем эффективности обладают другие материалы, в том числе целлюлозные нановолокна, тонкие пленки из синтетического шелка, оксида графена и других материалов.
Как отмечают Яо Цзюнь и его коллеги, подобные источники электроэнергии, которые физики назвали "воздушными генераторами", могут работать фактически во всех регионах Земли и при этом они способны постоянно вырабатывать несколько киловатт энергии при достаточно компактных размерах генератора на базе наноструктур. Это позволит обеспечить самые труднодоступные регионы мира надежным и дешевым доступом к электричеству, подытожили ученые.
